Zeitfenstermanagement: Gefahren beim Automatisierten Warenumschlag, Urteile, Arbeitssicherheit

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Das Zeitfenstermanagement wird zunehmend anspruchsvoller und fragiler. „Losgröße 1“ und „Same day delivery“ erlauben keine Fehler beim Güterumschlag. Volle Auftragsbücher und unbesetzte Lkw lassen die Just-in-Time-Logistik zum Vabanquespiel werden. Künstliche Intelligenz, IoT & Telematik versprechen die Lösung. Doch was leisten sie wirklich?

Autonome Stapler & Co.: Welches Potenzial steckt in der Automatisierung?

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Die Personalknappheit erfasst nicht nur die Fahrer der Lkw und die Disponenten. Auch die Lagerlogistik, der kaufmännische Bereich und selbst Terminals, Hafenbetriebe und die Schifffahrt sind davon betroffen. Durch Automatisierung erhofft man sich eine Entlastung.

  • Autonome Elektrostapler

    Fahrerlose Transportsysteme sind in der Lage, Güter und Material aus der Wechselbrücke herauszuführen. Die Software gibt den autonomen Staplern vor, an welchem Ort im Lager Güter und Material abzusetzen sind. Moderne Systeme mit bis zu 10 Tonnen Tragkraft setzen 3D-Sensoren (360°-Laser-Raumnavigation, Kameras und LIDAR-Objekterkennung) ein, um Objekte in veränderten Umgebungssituationen bei der Aufnahme des Objekts dennoch korrekt zu erkennen. Das Zeitfenstermanagement wird davon profitieren. Die Slot-Belegungen dürften so zuverlässig eingehalten werden. Dies verspricht einen hohen Durchsatz an der Laderampe.

  • (Fast) Autonome Fahrzeuge auf dem Betriebshof

    „Teleoperation“ heißt das Zauberwort. Mit einem elektrisch betriebenen Hubwagen setzt das Münchner StartUp „Fernride“ Wechselbrücken auf dem Betriebshof um. Der Betrieb des Hubwagens erfolgt nicht völlig autonom. Der Fahrer sitzt nicht im Fahrzeug, sondern in einer Teleoperationszentrale von Bildschirmen. Dort greift der Teleoperator ein, wenn eine Fernsteuerung des Hubwagens nötig ist. Die Verbindung zum Hubwagen erfolgt über 5G. Hier bildet die extrem zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenzzeit (uRLLC) die Basis für die zuverlässige Steuerung der Hubwagen. Vorteile darf man sich gerade für das Zeitfenstermanagement und generell für das gesamte Yard-Management versprechen.

Wenn hier der Eindruck entsteht, dass den Fahrern das Lenkrad aus der Hand genommen wird, trügt das. Dies wird auf absehbare Zeit nicht möglich sein. Autonome Fahrzeuge brauchen in ihrer Entwicklung noch etwas Zeit.

Frustrierte Disponenten: Gefahren und Risiken für die Just-in-Time-Logistik

Die Automatisierung von Transport und Warenumschlag klingt wie die zuverlässige Lösung der aktuellen Probleme. Doch gehen mit der Automatisierung auch Tücken einher. Zudem drohen Betriebsstörungen das Zeitfenstermanagement zu beeinträchtigen. Das bedeutet schnell Unmut für den Disponenten, der weder die Ursachen beseitigen noch zur Lösung beitragen kann.

Ladetor-Identifizierung

Ladetor-Identifizierung (Foto: AdobeStock - Maria Fürhacker)

Ladetor-Identifizierung (Foto: AdobeStock – Maria Fürhacker)

Es ist ein sehr menschliches Problem, das auch dem akribischsten Zeitfenstermanagement einen Strich durch die Rechnung macht: Was, wenn dem Fahrer zwar das Ladetor 540 zugewiesen wird, dieser jedoch das Ladetor 541 daneben anfährt? Sprachbarrieren des Personals, ein wenig Unachtsamkeit in der Hektik des Betriebs – und schon ist es geschehen. Was ist die Folge?

  • Der nächste Fahrer fährt ebenfalls falsch: Ladetor 542 statt 541

    Wer denkt schon so weit, dass der Kollege das falsche Ladetor angefahren hat? So kommt es schnell dazu, dass der Fehler sich fortpflanzt.

  • Die Ladung wird auf die falsche Tour umgeladen: Aus Hamburg wird München

    Gerade im Nachtsprung ist es ärgerlich, wenn der Staplerfahrer Logistikobjekte aus der falschen Wechselbrücke vor dem Ladetor 541 holt und pflichtbewusst in eine andere Wechselbrücke verbringt. Besonders autonome Stapler sind hier sehr zuverlässig, denn sie kennen nur das Ziel „Entladung am Ladetor 541“. Wird dann die Wechselbrücke vor dem Ladetor 541 vom falschen Fahrzeug gutgläubig übernommen, rollt die Wechselbrücke nach München, statt nach Hamburg. Hier kann auch der Disponent keine Rettung herbeiführen. Die Folge davon? Lieferzusagen können nicht eingehalten werden, die Vertragsstrafen der Just-in-Time-Logistik drohen als Sanktionen beim Lieferverzug.

  • Der Stapler fährt aus Ladetor 540 und… stürzt von der Rampe

    Nicht nur autonome Stapler betrifft dies. Auch Staplern mit „menschlichen“ Fahrern ist dies bereits passiert. Der Stapler fährt aus Ladetor 540 und erreicht nicht die erwartete Wechselbrücke, sondern stürzt von der Laderampe. Dies geht mit schweren Verletzungen des Fahrers einher, oft mit Todesfolge. Darüber hinaus muss der Disponent das Ladetor für einen Zeitraum sperren, bis es wieder genutzt werden kann. Gerade in der Industrie, wo oftmals nur wenige Ladetore zur Verfügung stehen, kann dies die Zulaufsteuerung völlig lahmlegen. Die Auswirkungen können bis hin zum Stillstand der Produktion gehen.

    Schon vielfach wurden Systeme zur Ladetor Identifizierung (LDI / Loading Dock Identification) entwickelt. IoT-Sensoren in der Wechselbrücke und am Ladetor versprechen eine zuverlässige Zuordnung. Doch erste Entwicklungen auf Basis von Bluetooth versagten hier aufgrund unzulänglicher Positionsgenauigkeit. Eine neue LDI-Lösung auf der Basis von Massive IOT hat dieses Problem gelöst. Davon später mehr.

Wenn Just-in-Time im Stau steckt

Just-in-Time-Logistik im Stau (Foto: AdobeStock - benjaminnolte)

Just-in-Time-Logistik im Stau (Foto: AdobeStock – benjaminnolte)

Die Infrastruktur in Deutschland hat ihr Leistungsmaximum längst erreicht. Über die Jahre fehlt nicht nur der Ausbau, um die Kapazitäten der Verkehrswege an die steigenden Transportvolumen anzupassen. Auch die Instandhaltung der Infrastruktur wurde von der Politik jahrelang blockiert. Dies führte zu einer hohen Zahl an Baustellen auf den Verkehrswegen. Hinzu kommen Veränderungen wie das andauernde Niedrigwasser auf der Rhein-Main-Donau-Großschifffahrtsstraße. So kommt es, dass nunmehr der Durchsatz bei steigendem Güteraufkommen weiter sinkt. Die Folge davon sind gerade für die Stakeholder in der Just-in-Time-Logistik extrem.

  • Problem der Industrie: Ungewisse Ankunftszeit erschwert die Zulaufsteuerung

    Das beste Zeitfenstermanagement nutzt dem Disponenten nichts, wenn die erwartete Wechselbrücke nicht auf dem Betriebshof erscheint. Schlimmer noch ist die fehlende Planungssicherheit: Steht die Dauer der Verzögerung der Ankunft zumindest fest, kann der Disponent nach Lösungen suchen. Fehlt die Angabe, stehen dem Disponenten keine Handlungsoptionen für die Dispositionen offen. So kann er den Slot nicht neu vergeben (das Eintreffen ist ja immer noch möglich). Und auch mit der Produktion kann der Disponent nicht verbindlich kommunizieren.

    Viele vermeintlich hilfreiche Tracking-Systeme über das Mobiltelefon des Fahrers oder eine Telematik im Lkw liefern eine vermeintliche Position der Güter. Doch trügt die Sicherheit der Daten, denn die Wechselbrücke kann durchaus an anderer Position stehen, etwa wenn der Fahrer die Wechselbrücke abstellt und mit dem Zugfahrzeug eine „Zwischentour“ einlegt. Damit lässt sich keine erwartete Ankunftszeit (ETA) errechnen.

  • Problem der Logistiker: Verschiebungen in der Ankunftszeit beeinflussen Wirtschaftlichkeit massiv

    Verzögert sich die Lieferung der Wechselbrücke zum Kunden, kann die Übernahme einer anderen Wechselbrücke für die Rückfahrt unmöglich werden. Die Lieferzeiten der Folgetour können dann unter Umständen nicht mehr eingehalten werden. Ausfälle von Aufträgen und eine Herabsetzung der Wirtschaftlichkeit sind für den Logistiker die Folge. Kann der Disponent eine Verspätung exakt absehen, kann er womöglich umdisponieren. Eventuell kann ein anderes Fahrzeug die Folgetour übernehmen, der Auftrag gesichert ausgeführt werden. Voraussetzung dafür ist für den Disponenten die zuverlässige Kenntnis der Positionen der Logistikobjekte und die zuverlässige Berechnung der erwarteten Ankunftszeit (ETA) beim Kunden oder im Hub.

Die technische Herausforderung besteht vor allem für eine zuverlässige Positionsbestimmung von Logistikobjekten ohne Stromversorgung. Die Bestimmung der Position der Wechselbrücke selbst ist sehr wohl möglich. Das Problem bereitet die Stromversorgung der Telematik. Sind die Batterien der Telematik leer, bricht die Verbindung und damit die Positionsbestimmung abrupt ab.

Yard-Management und Arbeitssicherheit sind untrennbar verbunden. (Foto: AdobeStock - vichie81)

Yard-Management und Arbeitssicherheit sind untrennbar verbunden. (Foto: AdobeStock – vichie81)

Arbeitssicherheit & Yard-Management

Eine besondere Gefährdung besteht für Mitarbeiter in der Logistik. Besonders häufig passieren

  • Stürze von der Ladefläche
  • Anfahrunfälle auf dem Betriebshof
  • Unfälle durch schlecht gesicherte Ladung

Für das sichere Be- und Entladen von Fahrzeugen bestehen klare Regeln. In der aktuellen Situation bestehen besondere Risiken durch nur geringfügig geschultes Personal. Auch Personal mit Sprachbarrieren lässt erwarten, dass kein ausreichendes Wissen über bestehende Sicherheitsvorschriften vorhanden ist. Zudem müssen sowohl Risiken als auch Vorsichtsmaßnahmen regelmäßig vermittelt werden. Nur so können diese präsent sein und beachtet werden.

Beispiel: Abladen eines Notstromaggregats

Ein Zulieferer im Elektromaschinenbau in Gemmingen ließ beim Abladen von bis zu 3,2 Tonnen schweren Notstromaggregaten nicht die nötige Sorgfalt walten. Es kam zu einem tödlichen Arbeitsunfall. Beim Abladen rutschte eines der Aggregate vom Gabelstapler. Ein Lkw-Fahrer wurde vom Aggregat erfasst und tödlich verletzt. Dabei hatte der Staplerfahrer mehrfach nicht umsichtig gehandelt. Das sich anschließende Strafverfahren befasste sich mit den Verantwortlichkeiten von

  • Geschäftsführer
  • Abteilungsleiter
  • Lagerleiter
  • Gabelstaplerfahrer

Im Urteil des Amtsgerichts Heilbronn wurden Strafen gegen vier Mitarbeiter des Unternehmens verhängt. Mit in die Urteilsfindung floss ein, dass im Unternehmen weder eine Gefährdungsbeurteilung noch eine Betriebsanweisung oder Unterweisung vorhanden war.

Neue Technologien im Yard-Management

Neue Technologien wie autonome Stapler oder autonome Fahrzeuge auf dem Betriebshof bringen neue Gefahrensituationen mit sich. Eine Einführung von Automatisierung in der Logistik erfordert auch ein Anpassen der Sicherheitskonzepte für den Betriebshof.

Lösungen

Die Gefahren und Risiken im Zeitfenstermanagement zu beseitigen, ist offenbar neuen Technologien vorbehalten. Tatsächlich bringt uns das Internet der Dinge (IoT) neue Verfahren.

Ladetor Identifikation

LDI (Ladetor-Identifikation) per IoT Mesh. (Foto: MECOMO)

LDI (Ladetor-Identifikation)
per IoT Mesh. (Foto: MECOMO)

Bisherige LDI-Lösungen auf Bluetooth Basis scheiterten förmlich auf den letzten Zentimetern. Eine akkurate Kommunikation zwischen Ladetor und Wechselbrücke ist aktuell nur mit dem Protokoll Massive IoT des finnischen Herstellers Wirepas möglich. Mit Massive IoT kann die Wechselbrücke unterscheiden, ob sie vor dem Ladetor 540 oder 541 steht. Dies ermöglicht ein Vermeiden eines der Risiken im Zeitfenstermanagement.

Die Technologie wird bereits in Deutschland eingesetzt. Der Münchner Hersteller MECOMO verwendet Massive IoT in seinen Telematik-Sensoren auf Wechselbrücken und bietet dort ein System zur Ladetor Identifikation.

Asset Tracking für Wechselbrücken für zuverlässige ETA-Prediction

Berechnung der ETA durch Real Time Asset Tracking von Wechselbrücken. (Foto: MECOMO)

Berechnung der ETA durch Real Time Asset Tracking von Wechselbrücken. (Foto: MECOMO)

Logistikobjekte ohne Stromversorgung stellen das Asset Tracking, also die Positionsverfolgung des Logistikobjekts vor große Herausforderungen. Die Positionsbestimmung auf GSM Basis liefert perfekte Daten. Doch was wir von Mobiltelefonen gewohnt sind (der schnell geleerte Akku) macht den Betrieb der GSM-Ortung unmöglich. Dieses Problem löst die Solar-Telematik des Herstellers MECOMO. Diese versorgt sich hinreichend per Energy-Harvesting mit Energie. Ein dauerhaftes Asset Tracking ist so möglich.

Über die Portalsoftware macFLEET bietet MECOMO zudem eine Voraussage der erwarteten Ankunftszeit in zwei Genauigkeitsstufen.

  • ETA Prediction mit ETA light

    Hier erfolgt die Berechnung der Ankunftszeiten ohne dynamische Einflussfaktoren wie Verkehrslage und Wetter. Sobald das Logistikobjekt seine Position verändert, wird die erwartete Ankunftszeit neu berechnet. Diese Standardanwendung deckt das Gros des Voraussage-Bedarfs ab.

  • Exakte Prognose der Ankunftszeiten mit ETA pro

    Für das Zeitfenstermanagement in der Just-in-Time-Logistik wird eine genauere Vorhersage nötig. Es müssen auch weitere Einflussfaktoren wie die Verkehrslage und das Wetter in die Berechnung einbezogen werden. Die Lösung ETA pro von MECOMO liefert eben diese exaktere Berechnung.

Seminare zum Thema Arbeitssicherheit

Für die Ausgestaltung von Laderampen und für Verkehrswege im Freien gelten Vorschriften. Seminare beispielsweise bei der VBG Berufsgenossenschaft sorgen für ein gestärktes Problembewusstsein und für eine aktive Präsenz des nötigen Fachwissens, um Betriebsunfällen vorzubeugen.

Real Time Ladegut-Identifikation (RTLS) durch IoT-Sensoren

Die Massive IoT Technologie von Wirepas scannt 5.000 Devices in weniger als 1 Minute und das während der Fahrt. Bilder wie diese gehören damit der Vergangenheit an (Foto: AdobeStock - littlewolf1989)

Die Massive IoT Technologie von Wirepas scannt 5.000 Devices in weniger als 1 Minute und das während der Fahrt. Bilder wie diese gehören damit der Vergangenheit an. (Foto: AdobeStock – littlewolf1989)

Während man früher das Asset Tracking nur für Lkw und Zugfahrzeuge beschränkte, geht der Trend zum Echtzeit-Tracken (RTLS) der Logistikobjekte. Doch dort ist nicht Schluss. Die Massive IoT Technologie des finnische Herstellers Wirepas ermöglicht es, alle Kolli innerhalb einer Wechselbrücke einzeln zu identifizieren. Die Sensoren können auch Daten zur Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufnehmen und über eine Telematik in Echtzeit an das Zentralsystem übermitteln. Dies ermöglicht es, zu prüfen, welche Kolli sich in einer Wechselbrücke befinden. Und es lässt Aussagen treffen, ob die zugesicherte Temperatur der Fracht auf dem gesamten Transport eingehalten wurde.

Was ist Zeitfenstermanagement? Eine Definition

Zeitfenstermanagement in der Logistik ist die Koordination aller Be- und Entladeprozesse an der Laderampe. Doch es betrifft weit mehr Prozesse als nur die Verladung. Denn der Erfolg dieser Koordination ist

  • Die zeitgenaue Versorgung der Produktion mit Rohstoffen und Materialien.
  • Die Belieferung der Kunden mit den Fertigprodukten.

Das Zeitfenstermanagement betrifft mehrere Stakeholder.

  • Die produzierende Industrie
  • Die Logistikdienstleister
  • Die Spediteure

Typische Probleme

Die Logistikdienstleister avisieren die Abholung oder Anlieferung. Im Idealfall erfolgt dies mit einer Angabe, die später mit der ETA übereinstimmt. Sie buchen in der Regel beim Disponenten ein Zeitfenster. Trotz guter Abstimmung kommt es oft zu zwei typischen Problemsituationen.

  • Wartezeiten

    Die Logistikdienstleister haben lange Wartezeiten an den Laderampen zu tragen, obwohl sie feste Zeitfenster gebucht haben. Dies führt zu unwirtschaftlichem Arbeiten. Vor allem im Handel sind oft lange Wartezeiten für die Lkw üblich.

  • Informationsdefizite

    Die Informationsdefizite zwischen Verladern und Frachtführern führen zu zeitlichen Verschiebungen.

Gelangt der Logistikdienstleister zu spät an die Laderampe, verfällt sein Time-Slot. Der Disponent konnte diesen jedoch nicht an einen anderen Logistikdienstleister vergeben. Somit kommt es zu einer suboptimalen Auslastung von Laderampen und Personal, da diese teils ungenutzt verbleiben.

Wird die ETA (Expected Time of Arrival) besser kommuniziert, können wartende Lkw außerplanmäßig früher be-/entladen werden. Das ermöglicht es dem Disponenten dann die später ankommenden Lkw einen frei gewordenen Slot zuzuweisen.

Zeitfenstermanagement in der Praxis

Im Alltag wird Zeitfenstermanagement mit Software-Systemen realisiert. Dort buchen Logistikdienstleister ihre Time Slots in aller Regel 24 Stunden im Voraus. Speditionen haben hier das Problem, dass für sie die Ware nicht sofort verfügbar ist. Dies bewirkt Verzögerungen von einem Tag und mehr.

Auch die Koordination der Verlader und Logistikdienstleister ist schwierig. Mangelnde Transparenz der Daten (oder deren Nicht-Vorhandensein) verhindern eine Abstimmung. Vielfach erfolgt ein Abhol-/Liefer-Avis per Telefon oder Fax. Nicht immer gelangen diese Daten in ein IT-System. Diese wiederum könnte für die Menge der Güter ein angemessenes Zeitfenster vorschlagen. Auch die Wareneingangskontrolle würde so vereinfacht.

Weniger Probleme bei kleinen Unternehmen

Bei kleinen Unternehmen verläuft die Koordination der Verladeprozesse und Zuordnung der Laderampen meist problemlos. Hier müssen oft auch gar keine Zeitfenster im Vorhinein vereinbart werden.

Schwierige Koordination vor allem bei Konzernen und großen Unternehmen

Bei größeren Unternehmen bereiten die meist nicht oder nur lückenhaft vorhandenen Statusdaten der Lkw Probleme. Hier müssen

  • Rampen,
  • Zeitfenster und
  • Parkplätze

koordiniert werden. Können die Statusdaten der Lkw (etwa durch ein RTLS) in das System zum Zeitfenstermanagement einfließen, dann können die Zeitfenster aufgrund der aktuellen Auslastung von Laderampen und Personal vergeben werden.

Kann der Lkw-Fahrer eine Verspätung rechtzeitig (z.B. vollautomatisch per RTLS) an den Disponenten melden, nimmt das dem zeitlichen Verzug die Schärfe. Dann kann der Disponent das nicht benötigte Zeitfenster neu vergeben und Wartezeiten reduzieren. Ein RTLS wie das oben unter Lösungen beschriebene mecFLEET liefert die ETA direkt an das Zeitfenstermanagement-System. So gelangen die verspäteten Fahrer direkt

  • zur richtigen Adresse,
  • zu einem freien Parkplatz oder
  • zur richtigen Laderampe

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